乙二胺輔助水熱法合成亞穩(wěn)態(tài)的正相相銅鋅錫硫光電材料.pdf

1、新一代薄膜太陽能電池材料應(yīng)該符合環(huán)境友好、儲量豐富、帶隙與太陽光匹配等條件。在眾多的半導(dǎo)體材料中，銅鋅錫硫的禁帶寬度與太陽電池所要求的最佳禁帶寬度(1.5eV)十分接近，另外，該材料的吸收系數(shù)較大，所含元素在地殼中的儲量都較為豐富，是環(huán)境友好型的太陽電池器件的最佳候選材料之一。計算結(jié)果表明，銅鋅錫硫的理論光電轉(zhuǎn)換效率最高可達32.2％。目前，基于銅鋅錫硫的薄膜太陽能電池已經(jīng)可以實現(xiàn)接近10％的光電轉(zhuǎn)換效率，這些實驗結(jié)果更加推動了對銅鋅錫

2、硫在薄膜太陽能電池領(lǐng)域的研究。
　　 目前，文獻中已報道的合成銅鋅錫硫納米晶的方法多為熱注入法，晶體結(jié)構(gòu)通常為鋅黃錫礦結(jié)構(gòu)。在本論文中，我們通過乙二胺輔助水熱法合成出了正交相的銅鋅錫硫。不同于銅鋅錫硫的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)（鋅黃錫礦結(jié)構(gòu)），正交相銅鋅錫硫的晶胞是由兩個纖鋅礦晶胞衍生而來，空間群為Pmn21。所合成的樣品采用X射線粉末衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)、高分辨透射電鏡(HRTEM)、拉曼光譜(Ramanspectrum)、X射

3、線光電子能譜(XPS)等手段對其進行了結(jié)構(gòu)、形貌和組成方面的分析與表征。采用紫外-可見分光光度計對其吸收光譜進行了表征，并通過計算得到了所合成的銅鋅錫硫的帶隙為1.45eV，比較接近太陽電池吸收層材料所要求的最佳帶隙(1.5eV)。我們還制備了正交相的銅鋅錫硫薄膜，以便于研究所合成的銅鋅錫硫的電學(xué)性質(zhì)。
　　 實驗中我們發(fā)現(xiàn)輔助溶劑乙二胺在正交相銅鋅錫硫的合成過程中起到了至關(guān)重要的作用。在純水體系中，利用水熱法得到的是鋅黃錫礦的